Es en La Serena donde finaliza el tramo norte de esta carretera, la llamada Ruta 5 Panamericana Arica-La Serena, además de ser en esta última ciudad donde se inicia la doble-vía que recorre toda la ruta 5 que une Chile hasta la ciudad de Puerto Montt por el sur, continuando con el tramo Ruta 5 Panamericana La Serena-Coquimbo, una autopista de alta velocidad (con semáforos y cruces a nivel y desnivel) que une ambas urbes y principal vía de comunicación dentro de la conurbación La Serena-Coquimbo.